JPH07294285A - センサ信号処理方法および装置 - Google Patents

センサ信号処理方法および装置

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JPH07294285A
JPH07294285A JP10788594A JP10788594A JPH07294285A JP H07294285 A JPH07294285 A JP H07294285A JP 10788594 A JP10788594 A JP 10788594A JP 10788594 A JP10788594 A JP 10788594A JP H07294285 A JPH07294285 A JP H07294285A
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JP
Japan
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phase
signal
signals
straight line
selection circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP10788594A
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English (en)
Inventor
Kouji Suzuki
嚆二 鈴木
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 検出位置の変動に対してほぼ90度の位相差
を持つ正弦波または三角波状の2相信号a,bを出力す
る位置エンコーダから、2相信号a,bと2相信号a,
bに対してそれぞれ180度位相の異なる2相信号
a’,b’からなる4相信号を出力し、4相信号の近似
直線部を選択し、近似直線部から位置検出信号を出力す
るセンサ信号処理方法において、4相信号の近似直線部
を検出位置に対応して選択し、前記検出位置に対応して
選択された相の近似直線部の信号に、前記選択された相
の直前の相と前記選択された相との差動信号を相切替直
後に加えるものである。 【効果】 連続性と直線性のよい位置検出信号を取り出
すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2相の正弦波または三
角波状の信号を出力する位置エンコーダから、リニアな
位置信号を取り出すための信号処理方法および装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、2相の正弦波または三角波状の信
号を出力する位置エンコーダは、例えば図3に示すよう
に、スケール1とセンサ2とで構成し、スケール1とセ
ンサ2との相対的な位置変位に対応して、90°位相の
異なる正弦波または三角波状の2相信号a,bを出力す
る。2相信号a,bは反転アンプ3に入力されて2相信
号a,bに対してそれぞれ180°位相の異なる2相信
号a’,b’が生成される。これにより、図4(A)に
示すように、それぞれ90°位相の異なる2相信号a,
a’,b,b’の4相の信号が得られる。この4相信号
a,a’,b,b’は直線部選択回路4および相切替え
回路5へ入力される。直線部選択回路4では検出位置に
対応して4相の各相の近似直線部が取り出され、図4
(E)に示すような鋸歯状波信号Eを生成する。なお、
直線部選択回路4において各相の信号を選択するための
ロジック信号は、a相信号とb’相信号、およびa相信
号とb相信号の大きさをそれぞれ比較して、図4
(B),(C)に示すような矩形波信号B,Cを生成
し、例えばb相信号の近似直線部を取り出す場合は、矩
形波信号Cの反転信号と矩形波信号BとのAND信号に
よりb相信号を選択することによって得られる。一方、
切替え回路5は、直線部選択回路4での選択相の切替え
と同期して、図4(D)に示すような切替えパルスDを
発生し、UP/DOWNカウンタ6へ入力される。切替
えパルスFは移動方向に対応してUP側パルスD1 また
はDOWN側パルスD2 が発生し、UP/DOWNカウ
ンタ6でカウントアップまたはカウントダウンする。U
P/DOWNカウンタ6の出力はD/A変換器7に入力
され、図4(I)に示すような一定レベルの変化量を持
つ階段状のアナログ信号Iが得られる。加算演算部12
では、直線部選択回路4から出力される鋸歯状波信号E
とD/A変換器7から出力される階段状のアナログ信号
Iとが加算され、図4(J)に示すような位置の変化に
対応してほぼ直線的に変化する位置検出信号Jを出力す
るようにしている(例えば、特公平5−20829
号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、2相信号a,bの位相や出力の大きさに誤差がある
場合、例えば図4(A)に点線で示すように、選択相の
切替え点での出力信号の大きさが一定とならないため、
直線部選択回路4で生成された鋸歯状波信号E’のレベ
ルが図4(E)に点線で示すように変わる。この鋸歯状
波信号E’に選択相切替えに対応して生成される一定レ
ベルの変化量を持つ階段状のアナログ信号Iを加えた場
合、選択相切替え点で図4(J)に点線で示すような出
力段差を持つ位置検出信号J’を発生し、連続性のよい
直線状の位置検出信号Jが得られないとともに、相切替
え点での位置制御ができないという欠点があった。本発
明は、相切替え点で段差が生じない、広範囲で連続性と
直線性のよい位置検出信号を取り出すセンサ信号処理方
式を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、検出位置の変動に対してほぼ90度の位
相差を持つ正弦波または三角波状の2相信号を出力する
位置エンコーダから、前記2相信号と前記2相信号に対
してそれぞれ180度位相の異なる2相信号からなる4
相信号を出力し、前記4相信号の近似直線部を選択し、
前記近似直線部から位置検出信号を出力するセンサ信号
処理方法において、前記4相の近似直線部を検出位置に
対応して選択し、前記検出位置に対応して選択された相
の近似直線部の信号に、前記選択された相の直前の相と
前記選択された相との差動信号を相切替直後に加えるも
のである。
【0005】
【作用】上記手段により、検出位置に対応して選択され
た近似直線部の信号に、選択相とその選択相を切り替え
る直前の選択相との作動信号を加えて位置信号としてい
るので、2相信号の間に位相差などがあっても常に近似
直線部の信号が修正されて、段差が生じる事がなく、連
続性および直線性のよい位置検出信号を取り出すことが
できる。
【0006】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図1は本発明の実施例を示すブロック図である。
図において、スケール1とセンサ2との相対的な位置変
位に対応して、90°位相の異なる正弦波または三角波
状の2相信号a,bを出力する。2相信号a,bは反転
アンプ3に入力されて2相信号a,bに対してそれぞれ
180°位相の異なる2相信号a’,b’を生成され
る。これにより、2相信号a,bの間に僅かな位相差が
ある場合、図2(A)に示すような、それぞれ90°位
相の異なる2相信号a,a’,b,b’の4相の信号が
得られる。この4相信号a,a’,b,b’は直線部選
択回路4、相切替え回路5および差動信号生成および選
択回路6へ入力される。直線部選択回路4では検出位置
に対応して4相の各相の近似直線部が取り出され、図2
(E)に示すような鋸歯状波信号Eを生成し、A/D変
換器8によってデジタル量に変換される。なお、直線部
選択回路4において各相の信号を選択するためのロジッ
ク信号は、従来例と同じく、相信号とb’相信号、およ
びa相信号とb相信号の大きさをそれぞれ比較して図2
(B),(C)に示すような矩形波信号B,Cを生成
し、例えばb相信号の近似直線部を取り出す場合は、矩
形波信号Cの反転信号と矩形波信号BとのAND信号に
よりb相信号を選択することによって得られる。相切替
え回路5は直線部選択回路4での選択相の切替えと同期
して、図2(D)に示すような切替えパルスDを発生す
る。切替えパルスDは検出位置の変動方向、すなわち、
スケール1とセンサ2の相対的な移動方向に対応して、
選択相の切替えがa→b→a’→b’の方向に発生する
場合はUP側パルスD1 が、選択相の切替えがa→b’
→a’→bの方向に発生する場合はGOWN側パルスD
2が発生する。差動信号生成および選択回路6は検出位
置に対応して、例えば、図2(A)に示す位置検出区間
、ではb相信号とa’信号の差動信号(vb −v
a ’)が、また位置検出区間、ではa’相信号と
b’相信号の差動信号(va ’−vb ’)が取り出され
る。
【0007】差動信号生成および選択回路6において、
相間信号を選択するためのロジック信号は、b相信号と
b’信号、a相信号とa’相信号の大きさを比較し、図
2(F),(G)に示すような矩形波信号F,Gを生成
し、例えば、b相とa’相の差動信号を取り出す場合、
矩形波信号Gの反転信号とF信号とによってb相とa’
相の取り出し、図2(H)に示すような差動信号Hを作
ることによって得られる。差動信号生成および選択回路
6の出力である差動信号Hは、A/D変換器9に入力さ
れ、デジタル量に変換される。A/D変換器9からの出
力は、マイクロプロセッサ10に入力され、相切替え回
路5からUP側パルスD1 が入力されると積算、DOW
N側パルスD2 が入力されるとマイナス方向に積算を行
う。したがって、例えば、位置検出区間、でマイク
ロプロセッサ10の中の積算演算部11の積算値をリセ
ットし、この区間を基準に位置検出を行う場合、その後
の検出位置の変動に対する積算演算部11の出力をアナ
ログ量で示すと、図2(I)に示すような階段状のアナ
ログ信号Iに相当するデジタル量となる。積算演算部1
1の出力とA/D変換器8の出力は加算演算部12で加
算され、更に加算演算部12の出力はD/A変換器13
でアナログ量に変換され、図2(J)に示すような直線
的に変化する位置検出信号Jが得られる。例えば、位置
検出区間からへ検出位置の変動があった場合、選択
相はb’相からa相に切り替わり、切り替わった時の直
線部選択回路4からの出力信号は(vb ’−va )の信
号変化が発生するが、積算演算部11には、A/D変換
器9からb’相とa相の相間信号の切替え点近傍で得ら
れた(vb ’−va )にほぼ等しい信号が蓄積されてお
り、これが加算演算部12に加えられるため、2相信号
a,bの間に僅かな位相差がある場合でも、加算演算部
12の出力は選択相切替え前後で段差を生じない。した
がって、D/A変換器13の出力には連続性のよい位置
検出信号が得られる。
【0008】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、2
相の正弦波または三角波状の信号を出力する位置エンコ
ーダから、僅かな位相差がある2相信号が出力されるよ
うな場合でも、相切替え点で段差が生じない、広範囲で
連続性と直線性のよい位置検出信号を取り出すことがで
きるので、位置制御の性能が向上するともに、相切替え
点での位置制御が可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】 本発明の実施例の動作を説明する動作波形図
である。
【図3】 従来例を示すブロック図である。
【図4】 従来例の動作を説明する動作波形図である。
【符号の説明】
1 スケール、2 センサ、3 反転アンプ、4 直線
部選択回路、5 相切替回路、6 差動信号生成および
選択回路、7、D/A変換器、8、9 A/D変換器、
10 マイクロプロセッサ、11 積算演算部、12
加算演算部、13 D/A変換器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出位置の変動に対してほぼ90度の位
    相差を持つ正弦波または三角波状の2相信号を出力する
    位置エンコーダから、前記2相信号と前記2相信号に対
    してそれぞれ180度位相の異なる2相信号からなる4
    相信号を出力し、前記4相信号の近似直線部を選択し、
    前記近似直線部から位置検出信号を出力するセンサ信号
    処理方法において、前記4相信号の近似直線部を検出位
    置に対応して選択し、前記検出位置に対応して選択され
    た相の近似直線部の信号に、前記選択された相の直前の
    相と前記選択された相との差動信号を相切替直後に加え
    ることを特徴とするセンサ信号処理方法。
  2. 【請求項2】 検出位置の変動に対してほぼ90度の位
    相差を持つ正弦波または三角波状の2相信号を出力する
    位置エンコーダと、前記2相信号に対してそれぞれ18
    0度位相の異なる2相信号を出力する反転アンプと、前
    記位置エンコーダおよび反転アンプからの計4相の信号
    の近似直線部を選択する直線部選択回路と、前記4相信
    号のうちの2相信号を検出位置に対応して選択し前記選
    択された2相信号の差動信号を出力する差動信号生成お
    よび選択回路と、前記直線部選択回路の選択相の切り替
    わりと同期して信号を発生する相切替回路と、前記差動
    信号生成および選択回路の出力を前記相切替回路の出力
    信号により積算する積算演算部と、前記積算演算部の出
    力と前記直線部選択回路の出力と加算する加算演算部と
    を備えたことを特徴とするセンサ信号処理装置。
JP10788594A 1994-04-21 1994-04-21 センサ信号処理方法および装置 Pending JPH07294285A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013036972A (ja) * 2011-07-13 2013-02-21 New Japan Radio Co Ltd 反射型フォトセンサを用いた位置検出装置
US8922404B2 (en) 2013-05-28 2014-12-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Signal processor

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JP2013036972A (ja) * 2011-07-13 2013-02-21 New Japan Radio Co Ltd 反射型フォトセンサを用いた位置検出装置
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